Điều phối tối ưu công suất P2

Chia sẻ: Thanh Tuấn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

92
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'điều phối tối ưu công suất p2', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Điều phối tối ưu công suất P2

VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN Chương 4 Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) TS. Huỳnh Châu Duy Bộ môn Hệ thống điện Trường Đại học Bách Khoa TP. HCM 4. Suaát taêng toån thaát coâng suaát trong löôùi ñieän: Toån thaát coâng suaát taùc duïng trong löôùi ñieän laø: n −1 n −2 n −1 n −2 n −1 ΔP = ∑ B ii (Pi2 + Q i2 ) + 2∑ ∑B (Pi Pj + Q i Q j ) − 2∑ ∑C (Pi Pj − Q i Q j ) (4.12) ij ij i =1 i =1 j= 2 ( i ≠ j) i =1 j= 2 ( i ≠ j) n −1 n −2 n −1 n −2 n −1 (4.13) ΔQ = ∑ D ii (Pi2 + Q i2 ) + 2∑ ∑D (Pi Pj + Q i Q j ) − 2∑ ∑ F (P P − QiQ j ) ij ij i j i =1 i =1 j= 2 ( i ≠ j) i =1 j= 2 ( i ≠ j) Vôùi: rij rij rii B ii = ; B ij = cos δ ij ; C ij = sin δ ij (4.14) 2 Ui Ui U j Ui U j x ij x ij x ii D ii = ; D ij = cos δ ij ; Fij = sin δ ij U i2 Ui U j Ui U j 2 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 1
Trong tröôøng hôïp goùc δij nhoû (löôùi ñieän taäp trung, khoaûng caùch khoâng lôùn), coù theå coi cosδij=1, sinδij=0, do ñoù: Bij = Bji, Dij = Dji vaø: rij x ij B ij = ; C ij = 0; D ij = ; Fij = 0 (4.15) Ui U j Ui U j n −1 n −1 ΔP = ∑∑ B ij (Pi Pj + Q i Q j ) (4.16) i =1 j=1 n −1 n −1 ΔQ = ∑∑ D ij (Pi Pj + Q i Q j ) (4.17) i =1 j=1 3 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) Trong tröôøng hôïp goùc δij nhoû (löôùi ñieän taäp trung, khoaûng caùch khoâng lôùn), coù theå coi cosδij=1, sinδij=0, do ñoù: Bij = Bji, Dij = Dji vaø: rij x ij B ij = ; C ij = 0; D ij = ; Fij = 0 (4.15) Ui U j Ui U j n −1 n −1 ΔP = ∑∑ B ij (Pi Pj + Q i Q j ) (4.16) i =1 j=1 n −1 n −1 ΔQ = ∑∑ D ij (Pi Pj + Q i Q j ) (4.17) i =1 j=1 4 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 2
5. Phaân boá toái öu coâng suaát phaùt trong heä thoáng hoån hôïp nhieät ñieän – thuûy ñieän: Coâng suaát phaùt cuûa thuûy ñieän phuï thuoäc vaøo löu löôïng nöôùc qua tuabin, Q vaø ñoä cao cuûa coät nöôùc, H: P = 9,81 x Q x H x η (kW) (4.18) Vôùi: Q = laø löu löôïng nöôùc tính baèng m3/s H = laø chieàu cao coät nöôùc tính baèng m η = laø hieäu suaát, thoâng thöôøng vaøo khoảng 70 – 90% Neáu Q (m3/h) thì P = 2,725.10-6 x Q x H x η (MW) (4.19) 5 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) Hieäu suaát thuûy ñieän phuï thuoäc coâng suaát phaùt, hieäu suaát cao nhaát khi thuûy ñieän phaùt töø 85% - 90% coâng suaát ñònh möùc. Caùc tuabin thuûy ñieän coù theå laøm vieäc vôùi coät nöôùc töø 65% - 125% coät nöôùc ñònh möùc. Ñaëc ñieåm quan troïng cuûa thuûy ñieän laø bò haïn cheá veà naêng löôïng sô caáp, ñoù laø nöôùc. 6 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 3
Thuûy ñieän coù caùc ñaëc tính tieâu hao nöôùc nhö hình 4.4. Q Pmax (m3/h) H1 H2 H3 H1 < H2 < H3 P (MW) Hình 4.4 7 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) Ñaëc tính tieâu hao nöôùc: Q = f(Pα) (m3/h) (4.20) Vôùi: α = laø chæ soá cuûa toå maùy thuûy ñieän. Ñaëc tính tieâu hao nöôùc phuï thuoäc vaøo coät nöôùc cuûa hoà chöùa. Laáy ñaïo haøm Qα theo coâng suaát P, ta ñöôïc suaát taêng tieâu hao nöôùc cuûa thuûy ñieän: ∂Q α εα = (4.21) ∂Pα 8 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 4
Trong caùc baøi toaùn lôùn, ngöôøi ta laäp ñaëc tính chi phí nöôùc chung cho moät nhaø maùy thuûy ñieän: Cho töøng löu löôïng nöôùc, tính coâng suaát phaùt ñöôïc toái öu cho toaøn nhaø maùy. 9 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) Coù theå theå hieän ñaëc tính tieâu hao nöôùc cuûa thuûy ñieän baèng haøm baäc 2 sau: Qα = αP2 + βP + γ (4.22) Vôùi caùc heä soá α, β vaø γ = phuï thuoäc vaøo tình traïng hoà chöùa ôû ñaàu giôø tính coâng suaát 10 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 5
Baøi toaùn ñöôïc ñaët ra laø löôïng nöôùc haïn cheá cuûa thuûy ñieän ñöôïc söû duïng vaøo giôø naøo vôùi coâng suaát bao nhieâu trong ngaøy – ñeâm ñeå chi phí saûn xuaát ñieän naêng cuûa toaøn heä thoáng ñieän nhoû nhaát ? 11 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) Hieån nhieân laø baøi toaùn phaân boá coâng suaát thuûy - nhieät ñieän phaûi ñöôïc giaûi cho 24 giôø cuûa ngaøy – ñeâm chöù khoâng phaûi cho töøng giôø nhö heä thoáng toaøn nhieät ñieän. Chi phí saûn xuaát ôû ñaây chæ bao goàm chi phí nhieân lieäu cuûa nhieät ñieän, vì chi phí nhieân lieäu cuûa thuûy ñieän coi nhö baèng 0. 12 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 6
* Haøm muïc tieâu cuûa baøi toaùn laø: Min C = C1 + C2 + ... + Ct + ... + C24 (4.23) Trong ñoù: Ct = laø chi phí nhieân lieäu cuûa caùc nhieät ñieän trong giôø t. Ct = Cat + Cbt + ... (4.24) a, b laø chæ soá cuûa caùc toå maùy nhieät ñieän, coù Trong ñoù: Nnñ toå maùy nhieät ñieän. 13 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) * Raøng buoäc: Coù 2 ñieàu kieän raøng buoäc: -Caân baèng coâng suaát töøng giôø trong heä thoáng. -Caân baèng nöôùc cho töøng thuûy ñieän. 14 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 7
* Caân baèng coâng suaát cho giôø t: Wt = Pat + Pbt + . . . + Pαt + Pβt + . . . – Ppt t – ΔPt = 0 (4.25) Trong ñoù: α, β: laø chæ soá cuûa thuûy ñieän, coù Ntñ thuûy ñieän 15 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) * Caân baèng nöôùc cho töøng thuûy ñieän: 24 Wα = ∑ Q αt − Q α ∑ = 0 (4.26) t =1 24 Wβ = ∑ Q βt − Q β ∑ = 0 (4.27) t =1 Qαt, Qβt ... : laø löôïng nöôùc söû duïng ñeå phaùt ñieän trong giôø t Qα∑, Qβ∑ ... : laø löôïng nöôùc ñöôïc phaùt trong ngaøy-ñeâm cuûa thuûy ñieän α, β, ... 16 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 8
* Ñieàu kieän phaân boá toái öu coâng suaát: Haøm Lagrange cuûa baøi toaùn: MinL = C = C1 + C2 + . . . + Ct + . . . + C24 + (4.28) - λ 1 W1 - λ 2 W2 - . . . + +λαWα + λβWβ + . . . 17 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) Ñieàu kieän toái öu laø: ⎛ ∂ΔP1 ⎞ ∂L = ε a 1 − λ 1 ⎜1 − ⎟=0 ⎜ ∂Pa1 ⎟ ∂Pa1 ⎝ ⎠ ……… (4.29) ⎛ ∂ΔP24 ⎞ ∂L = ε a 24 − λ 24 ⎜1 − ⎟=0 ⎜ ⎟ ∂Pa 24 ∂Pa 24 ⎝ ⎠ 18 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 9
Ñieàu kieän toái öu laø: ⎛ ∂ΔP1 ⎞ ∂L = λ α ε α1 − λ1 ⎜1 − ⎟=0 ⎜ ∂Pα1 ⎟ ∂Pα1 ⎝ ⎠ ……… (4.30) ⎛ ∂ΔP24 ⎞ ∂L = λ α ε α 24 − λ 24 ⎜1 − ⎟=0 ⎜ ⎟ ∂Pα 24 ∂Pα 24 ⎝ ⎠ 19 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) Vôùi moãi nhieät ñieän coù 24 phöông trình daïng (4.29) vaø vôùi moãi thuûy ñieän coù 24 phöông trình daïng (4.30). Từ (4.29), suy ra λ1, λ2, ... như sau: ε a1 ε b1 λ1 = = = ........ ⎛ ∂ΔP1 ⎞ ⎛ ∂ΔP1 ⎞ ⎜1 − ⎟ ⎜1 − ⎟ ⎜ ∂Pa1 ⎟ ⎜ ∂Pb1 ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ (4.31) εa2 ε b2 λ2 = = = ........ ⎛ ∂ΔP2 ⎞ ⎛ ∂ΔP2 ⎞ ⎜1 − ⎟ ⎜1 − ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ∂Pa 2 ∂Pb 2 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ……… 20 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 10
Töø (4.30), suy ra λ1, λ2, ... nhö sau: λ β ε β1 λ α ε α1 λ1 = = = ........ ⎛ ∂ΔP1 ⎞ ⎛ ∂ΔP1 ⎞ ⎜1 − ⎟ ⎜1 − ⎟ ⎜ ∂Pα1 ⎟ ⎜ ∂Pβ1 ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ (4.32) λ β εβ2 λ α ε α2 λ2 = = = ........ ⎛ ∂ΔP2 ⎞ ⎛ ∂ΔP2 ⎞ ⎜1 − ⎟ ⎜1 − ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ∂Pα 2 ∂Pβ 2 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ……… 21 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) Töø (4.31) vaø (4.32), suy ra ñieàu kieän toái öu chung cho moãi giôø nhö sau: ε a1 ε b1 λ1 = = = ... ⎛ ∂ΔP1 ⎞ ⎛ ∂ΔP1 ⎞ ⎜1 − ⎟ ⎜1 − ⎟ ⎜ ∂ΔP ⎟ ⎜ ∂ΔP ⎟ ⎝ a1 ⎠ ⎝ b1 ⎠ λβ ε β1 λα ε α 1 = = = ... ⎛ ∂ΔP1 ⎞ ⎛ ∂ΔP1 ⎞ ⎜1 − ⎟⎜ ⎟ ⎜ ∂ΔP ⎟ ⎜1 − ∂ΔP ⎟ ⎝ α1 ⎠ ⎝ β1 ⎠ ε a2 ε b2 (4.33) λ2 = = = ... ⎛ ∂ΔP2 ⎞ ⎛ ∂ΔP2 ⎞ ⎜1 − ⎜ ∂ΔP ⎟ ⎜1 − ∂ΔP ⎟ ⎟⎜ ⎟ ⎝ a2 ⎠ ⎝ b2 ⎠ λβ ε β 2 λα ε α 2 = = = ... ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ∂ΔP2 ⎜1 − ∂ΔP2 ⎜1 − ⎟ ⎟ ⎜ ∂ΔP ⎟ ⎜ ∂ΔPβ 2 ⎟ ⎝ ⎠ α2 ⎝ ⎠ 22 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 11
Ñieàu kieän (4.33) bao goàm 24(N-1) phöông trình, N = Nnñ + Ntñ laø toång soá caùc toå maùy (hay nhaø maùy) trong heä thoáng ñieän. Ngoaøi ra, coøn 24N phöông trình caân baèng coâng suaát vaø Ntñ phöông trình caân baèng nöôùc cuûa thuûy ñieän. 23 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) Ta coù, toång soá 24N + Ntñ phöông trình. Soá aån soá laø 24N coâng suaát caùc toå maùy trong töøng giôø vaän haønh vaø Ntñ heä soá khoâng xaùc ñònh λα, λβ, ... Vôùi: λt laø suaát taêng chi phí cuûa heä thoáng 24 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 12
Caùc heä soá khoâng xaùc ñònh λα, λβ, ... coù yù nghóa nhö sau: Trong (4.33) neáu khoâng xeùt ñeán bieán thieân cuûa ΔP theo coâng suaát phaùt cuûa caùc toå maùy vaø giaû thieát raèng chæ coù moät nhieät ñieän a vaø moät thuûy ñieän α, ta coù ñieàu kieän phaân boá coâng suaát toái öu cho moãi giôø vaän haønh: εa = λαεα (4.34) 25 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) Töø ñaây, suy ra: εa ∂Ta / ∂Pa ∂Ta ΔT λα = (4.35) = = = ε α ∂Qα / ∂Pα ∂Qα ΔQ Vì ∂Pa = ∂Pα ñeå ñaûm baûo caân baèng coâng suaát 26 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 13
HẾT CHƯƠNG 4 (phần 2) 27 Vận hành và điều khiển hệ thống điện – TS. Huỳnh Châu Duy Chương 4 – Điều phối tối ưu công suất phát (tiếp theo) 14